JP2022131263A - 画像表示方法及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像表示装置を示す分解斜視図である。
本実施形態に係る画像表示装置100は、例えば、テレビ、パソコン、又はゲーム機等の機器のディスプレイに用いられる液晶モジュール(LCM:Liquid Crystal Module)である。画像表示装置100は、バックライト110と、バックライト用のドライバ120と、液晶パネル130と、液晶パネル用のドライバ140と、コントローラ150と、を備える。以下、画像表示装置100の各部について説明する。なお、図1では、説明をわかりやすくするために、構成要素同士が電気的に接続されていることを、構成要素同士を実線で結ぶことにより、示している。
図3は、図2のIII-III線における断面図である。
面状光源111は、本実施形態では図2及び図3に示すように、基板112と、光反射性シート112sと、導光部材113と、複数の光源114と、透光性部材115と、第1光調整部材116と、光反射部材117と、を有する。
バックライト110上には、液晶パネル130が配置されている。上面視における液晶パネル130の形状は、本実施形態では、略矩形である。液晶パネル130は、行列状に配列された複数のピクセル130pを有している。図4では、2点鎖線で囲まれた一つの領域が、一つのピクセル130pに相当する。
コントローラ150は、本実施形態では、入力インターフェース151と、メモリ152と、CPU(central processing unit)等のプロセッサ153と、出力インターフェース154と、を備える。これらは、バスにより相互に接続されている。
本実施形態に係る画像表示方法は、入力画像IMの取得工程S1と、輝度データD1の作成工程S2と、輝度設定データD2の作成工程S3と、階調設定データD3の作成工程S4と、液晶パネル130の画像の表示工程S5と、を備える。以下、各工程について詳述する。以下では、一枚の入力画像IMに対応した画像を液晶パネル130に表示する方法を説明する。なお、コントローラ150に入力画像IMが順次入力され、液晶パネル130に各入力画像IMに対応する画像を順次表示する場合は、以下の工程S1~S5が繰り返し行われる。
図5に示すように、コントローラ150の入力インターフェース151は、外部機器900から入力画像IMを取得する。取得された入力画像IMは、メモリ152に記憶される。
図8は、本実施形態に係る画像表示装置において、コントローラに入力される入力画像のピクセル、バックライトの発光領域、及び液晶パネルのピクセルの関係を示す模式図である。
入力画像IMは、行列状に配列される複数のピクセルIMpのそれぞれに、階調が設定されたデータである。入力画像IMは、本実施形態では、カラー画像である。そのため、一つのピクセルIMpに、青色の階調Gb、緑色の階調Gg、及び赤色の階調Grが設定されている。各階調Gb、Gg、Grは、例えば0から255までの数字で表される。
図9は、本実施形態に係る画像表示方法のうち輝度データの作成方法を示す模式図である。
輝度データ作成部153aは、入力画像IMの各発光領域110sに対応する各エリアIMsに含まれる複数のピクセルIMpの階調Gb、Gg、Grのうち、最大階調Gmaxを輝度Lに変換した輝度データD1を作成する。
輝度データ作成部153aは、この処理を、全てのエリアIMsについて行う。
輝度データ作成部153aは、輝度データD1をメモリ152に記憶させる。
図10では、光源114が点灯している発光領域110sをONで示し、光源が消灯している発光領域110sをOFFで示している。
図11は、本実施形態に係る画像表示方法のうち、輝度データの一つのエリアの輝度の補正方法を示すフローチャートである。
図12A~図15Bは、本実施形態に係る画像表示方法のうち輝度設定データの作成方法を示す模式図である。
輝度設定データ作成部153bは、図13A及び図13Bに示すように、輝度データD1において隣り合うエリアIMsの輝度差ΔLが閾値ΔLdetを超える場合に、隣り合うエリアIMsのうち輝度Lが低い方のエリアIMsの輝度Lを高めて輝度差ΔLを低減するように輝度データD1を補正し、バックライト110の各発光領域110sの輝度の設定値を定めた輝度設定データD2を作成する。
以下では、説明をわかりやすくするために、輝度データD1において、第i行及び第j列に位置するエリアIMsを「エリアIMs(i,j)」ともいう。また、第i行及び第j列に位置するエリアIMsの輝度Lを「輝度L(i,j)」ともいう。
次に、輝度設定データ作成部153bは、メモリ152に、輝度設定データD2を記憶させる。
図16は、本実施形態に係る画像表示方法のうち、階調設定データの作成方法を示す模式図である。
階調設定データ作成部153cは、入力画像IM及び輝度設定データD2に基づき、液晶パネル130の各ピクセル130pの階調の設定値を定めた階調設定データD3を作成する。
メモリ152は、本実施形態では予め、一つの発光領域110s内の光源114を点灯させた場合のXY平面上の各位置における輝度分布を示すデータD4を記憶している。工程S3において、バックライト110の各発光領域110sの輝度の設定値を定めたが、実際には、図15のデータD4に示すように、一つの発光領域110s内であっても、XY平面上の各位置によって輝度が異なる。また、一つの発光領域110s内の光源114を点灯させた場合、前述したようにその周囲の発光領域110sに光が伝搬する。
階調設定データ作成部153cは、階調設定データD3をメモリ152に記憶させる。
制御部153dは、輝度設定データD2に基づいてバックライト110を制御し、階調設定データD3に基づいて液晶パネル130を制御し、液晶パネル130に画像を表示させる。
本実施形態に係る画像表示方法は、輝度データD1を作成する工程S2と、輝度設定データD2を作成する工程S3と、階調設定データD3を作成する工程S4と、液晶パネル130に画像を表示する工程S5と、を備える。
工程S2においては、入力画像IMにおいて、バックライト110の各発光領域110sに対応する各エリアIMsの最大階調Gmaxを輝度Lに変換した輝度データD1を作成する。
工程S3においては、輝度データD1において隣り合うエリアIMsの輝度差ΔLが閾値ΔLdetを超える場合に、隣り合うエリアIMsのうち輝度Lが低い方のエリアIMsの輝度Lを高めて輝度差ΔLを低減するように輝度データD1を補正し、バックライト110の各発光領域110sの輝度の設定値を定めた輝度設定データD2を作成する。
工程S4においては、輝度設定データD2及び入力画像IMに基づき、液晶パネル130の各ピクセル130pの階調の設定値を定めた階調設定データD3を作成する。
工程S5においては、輝度設定データD2に基づきバックライト110を制御し、階調設定データD3に基づき液晶パネル130を制御し、液晶パネル130に画像を表示する。
輝度設定データ作成部153bは、輝度データD1において隣り合うエリアIMsの輝度差ΔLが閾値ΔLdetを超える場合に、隣り合うエリアIMsのうち輝度Lが低い方のエリアIMsの輝度Lを高めて輝度差ΔLを低減するように輝度データD1を補正し、バックライト110の各発光領域110sの輝度の設定値を定めた輝度設定データD2を作成する。
階調設定データ作成部153cは、輝度設定データD2及び入力画像IMに基づき、液晶パネル130の各ピクセル130pの階調の設定値を定めた階調設定データD3を作成する。
制御部153dは、輝度設定データD2に基づきバックライト110を制御し、階調設定データD3に基づき液晶パネル130を制御し、液晶パネル130に画像を表示する。
次に、第2の実施形態について説明する。
図17は、本実施形態に係る画像表示方法のうち、輝度設定データの作成方法を示すフローチャートである。
本実施形態に係る画像表示方法は、補正データD1aに空間フィルタFを適用して輝度設定データD22を作成する点で、第1の実施形態に係る画像表示方法と相違する。
なお、以下の説明においては、原則として、第1の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第1の実施形態と同様である。
図18~図20は、本実施形態に係る画像表示方法のうち、輝度設定データの作成方法を示す模式図である。
輝度設定データ作成部153bは、輝度データD1の各エリアIMsについて、第1の実施形態において説明したように、工程S31~S35又はS31~S33、S36の処理を行うことで最終的に得られた補正データD1aに対して、図20に示すように、空間フィルタFを適用する。
先ず、図18に示すように、輝度設定データ作成部153bは、補正データD1aの周囲に、値が隣接する要素の値と同じである要素を追加する。これにより、補正データD1aを拡張し、最終的に得られる輝度設定データD2の行の数を、発光領域110sの行の数と一致させることができる。また、最終的に得られる輝度設定データD2の列の数を、発光領域110sの列の数と一致させることができる。なお、補正データは、周囲に値がゼロ(0)の要素を追加することにより、拡張されてもよい。すなわち、補正データにゼロパディングを行ってもよい。
次に、輝度設定データ作成部153bは、メモリ152に、輝度設定データD22を記憶させる。
このように、空間フィルタFを補正データD1aに適用することにより、輝度データD1に基づき、バックライト110を制御する場合と比較して、バックライトの隣り合う発光領域110sの輝度の設定値の差をより一層低減できる。その結果、ハロー現象を抑制できる画像表示方法を提供できる。
110 :バックライト
110s :発光領域
111 :面状光源
112 :基板
113 :導光部材
113a :光源配置部
113b :区画溝
114 :光源
114a :発光素子
114b :波長変換部材
114c :半導体積層体
114d、114e:電極
114f :透光性部材
114g :波長変換物質
114h :第2光調整部材
114i :第3光調整部材
116 :第1光調整部材
117 :光反射部材
118 :光学部材
120 :バックライト用のドライバ
130 :液晶パネル
130p :ピクセル
130sp :サブピクセル
140 :液晶パネル用のドライバ
150 :コントローラ
151 :入力インターフェース
152 :メモリ
153 :プロセッサ
153a :輝度データ作成部
153b :輝度設定データ作成部
153c :階調設定データ作成部
153d :制御部
154 :出力インターフェース
900 :外部機器
Af :領域
D1 :輝度データ
D1a :補正データ
D1az :拡張後の補正データ
D2、D22:輝度設定データ
D3 :階調設定データ
D4 :輝度分布を示すデータ
Ef :変換式
Efb、Efg、Efr:変換式の出力値
F :空間フィルタ
Fw :重みづけ係数
Gb、Gg、Gr:階調
Gmax :最大階調
IM :入力画像
IMp :ピクセル
IMs :エリア
L :輝度
Lmax :周囲のエリアの輝度の最大値
SG1 :バックライト制御データ
SG2 :液晶パネル制御データ
Sf :和
V :直下の輝度値
e1 :輝度データの要素
e1a :拡張後の補正データの要素
e2、e22:輝度設定データの要素
e3 :階調設定データの要素
ΔL :輝度差
ΔLdet :閾値
ΔLo :輝度差と閾値の差
Claims (4)
- 行列状に配列された複数の発光領域を有するバックライト及び複数のピクセルを有する液晶パネルのコントローラに入力された入力画像において、前記バックライトの各前記発光領域に対応する各エリアの最大階調を輝度に変換した輝度データを作成する工程と、
前記輝度データにおいて隣り合う前記エリアの輝度差が閾値を超える場合に、隣り合う前記エリアのうち輝度が低い方のエリアの輝度を高めて前記輝度差を低減するように前記輝度データを補正し、前記バックライトの各前記発光領域の輝度の設定値を定めた輝度設定データを作成する工程と、
前記輝度設定データ及び前記入力画像に基づき、前記液晶パネルの各前記ピクセルの階調の設定値を定めた階調設定データを作成する工程と、
前記輝度設定データに基づいて前記バックライトを制御し、前記階調設定データに基づいて前記液晶パネルを制御し、前記液晶パネルに画像を表示する工程と、
を備える画像表示方法。 - 前記輝度設定データを作成する工程においては、前記輝度データにおいて隣り合う前記エリアの前記輝度差が前記閾値を超える場合に、前記輝度が低い方の前記エリアの前記輝度に、前記輝度差と前記閾値との差を加算する、請求項1に記載の画像表示方法。
- 前記輝度設定データを作成する工程は、
前記輝度データにおいて隣り合う前記エリアの前記輝度差が前記閾値を超える場合に、前記輝度が低い方の前記エリアの前記輝度を高めて前記輝度差を低減した補正データを作成する工程と、
前記補正データに空間フィルタを適用して、前記補正データにおいて隣り合う前記エリアの前記輝度差を低減することにより、前記輝度設定データを作成する工程と、
を有する請求項1または2に記載の画像表示方法。 - 行列状に配列された複数の発光領域を有し、複数の前記発光領域のそれぞれに光源が配置された面状光源を有するバックライトと、
前記バックライト上に位置し、複数のピクセルを有する液晶パネルと、
前記バックライト及び前記液晶パネルを制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
入力画像において、前記バックライトの各前記発光領域に対応する各エリアの最大階調を輝度に変換した輝度データを作成する輝度データ作成部と、
前記輝度データにおいて隣り合う前記エリアの輝度差が閾値を超える場合に、隣り合う前記エリアのうち輝度が低い方のエリアの輝度を高めて前記輝度差を低減するように前記輝度データを補正し、前記バックライトの各前記発光領域の輝度の設定値を定めた輝度設定データを作成する輝度設定データ作成部と、
前記輝度設定データ及び前記入力画像に基づき、前記液晶パネルの各前記ピクセルの階調の設定値を定めた階調設定データを作成する階調設定データ作成部と、
前記輝度設定データに基づき前記バックライトを制御し、前記階調設定データに基づき前記液晶パネルを制御し、前記液晶パネルに画像を表示させる制御部と、
を有する画像表示装置。
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